SU1337212A1 - Welding current pulse generator - Google Patents

Welding current pulse generator Download PDF

Info

Publication number
SU1337212A1
SU1337212A1 SU843807385A SU3807385A SU1337212A1 SU 1337212 A1 SU1337212 A1 SU 1337212A1 SU 843807385 A SU843807385 A SU 843807385A SU 3807385 A SU3807385 A SU 3807385A SU 1337212 A1 SU1337212 A1 SU 1337212A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
keys
current
inductive
storage device
output
Prior art date
Application number
SU843807385A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Чернявский
Виктор Васильевич Ивашин
Original Assignee
Тольяттинский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тольяттинский политехнический институт filed Critical Тольяттинский политехнический институт
Priority to SU843807385A priority Critical patent/SU1337212A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1337212A1 publication Critical patent/SU1337212A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к источникам питани  дл  дуговой сварки и может быть использовано дл  аргонно-ду- говой сварки неплав щимс  электродом алюмини  и его сплавов. Целью изобретени   вл етс  повышение качества сварного шва за счет расширени  диапазона Изменени  параметров импульсов сварочного тока, расширение функциональных возможностей генератора и улучшение его массогабаритных показателей . Дл  достижени  цели источник питани  выполнен с выводом от средней точки. Кроме того, генератор снабжен дополнительными управл емыми ключами, один из которых выполнен в виде тиристорного мостового коммутатора с конденсатором в диагонали. В двухсекционном индуктивном накопителе энергии электрический ток протекает поочередно в каждой из секций, что позвол ет в дуговом промежутке получать разнопол рные и разноампли- тудные импульсы сварочного тока. 3 3.п.ф-лы, 7 ил. i (ЛThe invention relates to power sources for arc welding and can be used for argon arc welding with non-consumable electrode of aluminum and its alloys. The aim of the invention is to improve the quality of the weld by expanding the range of variation of the parameters of welding current pulses, expanding the functionality of the generator and improving its weight and size parameters. In order to achieve the goal, the power supply is made with the output from the midpoint. In addition, the generator is equipped with additional control keys, one of which is made in the form of a thyristor bridge switch with a capacitor in the diagonal. In a two-section inductive energy storage device, an electric current flows alternately in each of the sections, which allows to receive different-polarity and different-amplitude pulses of the welding current in the arc gap. 3 3.p.f-ly, 7 ill. i (L

Description

Изобретение относитс  к источникам питани  дл  дуговой сварки и может быть использовано дл  аргонно- дуговой сварки неплав щимс  электродом алюмини  и его сплавов, а также в других област х техники дл  питани нагрузки разноамплитудными импульсами регулируемой длительности.The invention relates to power sources for arc welding and can be used for argon arc welding with a non-consumable electrode of aluminum and its alloys, as well as in other fields of technology for powering a load with amplitude pulses of adjustable duration.

Целью изобретени   вл етс  noBiii- шение качества сварного шва за счет расширени  диапазона изменени  параметров импульсов сварочного тока, расширение функциональных возможностей reHe iaTopa и улучшение его массо- 15 У быть использованы различные уст- габаритных показателей.The aim of the invention is to noBiii quality of the weld by expanding the range of variation of the parameters of the welding current pulses, expanding the functionality of reHe iaTopa and improving its mass. 15 Different dimensions can be used.

На фиг . 1 изображена принципиальна  электрическа  схема генератора импульсов сварочного тока при магнитроиства , например транзисторы, одно- операционные и-комбинированно-выключаемые тиристоры с узлами искусственной коммутации, запираемые тирисно-св занных секци х индуктивного на- 20 тоРЫ. оптоэлектронные приборы и т.п.FIG. Figure 1 shows a circuit diagram of a welding current pulse generator in magnetic field, for example, transistors, single-operation and combined-to-off thyristors with artificial switching nodes, locked by thyristor-connected sections of an inductive torus. optoelectronic devices, etc.

копител  энергии; на фиг. 2 - вариан- Индуктивный накопитель представл ет собой электромагнитную систему, состо щую из двух магнитно-св занныхenergy storage; in fig. 2 - option - Inductive drive is an electromagnetic system consisting of two magnetically coupled

ты выполнени  источника питани ; наyou make a power source; on

фиг. 3 - график тока через дуговойFIG. 3 - graph of current through the arc

промежуток при использовании в схеме.gap when used in the scheme.

(фиг. l) только первого и второго уп- 25 на общем ферромагнитном сердечнике,(Fig. l) only the first and second pack-25 on a common ferromagnetic core,

равл емых ключей; на фиг. 4 - графи- имеющем немагнитный зазор.equal keys; in fig. 4 - graph having a non-magnetic gap.

обмоток, расположенных, как правило.windings arranged as a rule.

и тока через дуговой промежуток при спользовании всех управл емых ключей в схеме (фиг. 1); на фиг. 5 - принципиальна  электрическа  схема генератора импульсов сварочного тока при выполнении индуктивного накопител  в виде двух магнитно-несв занных секций; на фиг, 6 - графики токов через дуговой промежуток и секции-индуктив- 35 ного накопител  энергии; на фиг. 7 - схема генератора с управл емым ключом в виде тиристорного мостового коммутатора с конденсатором в диагонали.and the current through the arc gap when using all controlled keys in the circuit (Fig. 1); in fig. 5 is a basic electrical circuit of a welding current pulse generator when performing an inductive accumulator in the form of two magnetically uncoupled sections; 6, graphs of currents through an arc gap and sections of an inductive energy storage device; in fig. 7 is a diagram of a generator with a controllable key in the form of a thyristor bridge switch with a capacitor in the diagonal.

Генератор импульсов сварочного тока (фиг. О состоит из источника 1 питани , двухсекционного индуктивного накопител  2 энергии, первого 3 и вто30 Welding current pulse generator (fig. O consists of power supply 1, two-part inductive energy storage 2, first 3 and second

10ten

В общем случае напр жение между третьим и первым выводами может бытьIn general, the voltage between the third and first terminals can be

второго 4 управл емых ключей, соединенных с блоком 5 управлени , первой 45 Равно напр жению между третьим и 6 и второй 7 выходных клемм, между ко- вторым выводами. Например, в схеме которыми включен дуговой промежуток « фиг. 2, б это достигаетс  при раз- 8, причем первый вывод 9 источника 1 личном количестве элементов между питани  через первый управл емый ключ этими парами выводов, а в схеме наthe second 4 controllable keys connected to the control unit 5, the first 45 Equal to the voltage between the third and 6 and second 7 output terminals, between the second terminals. For example, in the scheme which includes the arc gap “FIG. 2, b this is achieved with a different 8, with the first pin 9 of the source 1 and the personal number of elements between the power supply through the first controlled key with these pairs of pins, and in the circuit on

3 присоединен к первому выводу 10 ин- 50 Р Различном количестве дуктивного накопител  2 энергии, вто- - витков вторичных обмоток трансформа- рой вывод П источника 1 питани  че- тора. рез второй управл емый ключ 4 соеди; ней с вторым; выводом 12 индуктивного На фиг. 3 крива  15 - график то- накопител  2 энергии, перва  выходна  55 через дуговой промежуток 8 при ис- клемма 6 присоединена к отводу 13 от пользовании - в схеме (фиг. 1) только места соединени  секций индуктивного первого и второго управл емых.ключей, накопител  2.энергии, источник 1 пи- Генератор импульсов сварочного то .тани  выполнен с третьим выводом 14 ка работает следующим образом.3 is connected to the first terminal 10 in- 50 P. A different number of the ductive energy storage device 2, the second turns of the secondary windings by a transformer, the output O of the source 1 of the power supply of the generator. cut the second controlled key 4 connect; with her second; pin 12 inductive FIG. 3 curve 15 is a graph of energy storage 2, the first output 55 through an arc gap 8 at terminal 6 is connected to tap 13 from use — in the circuit (Fig. 1) only the junction of the inductive first and second controlled keys 2. energy storage, source 1 pi - The pulse generator of the welding tube made with the third output 14 ka works as follows.

от средней точки, который соединен с второй выходной клеммой 7,from the midpoint, which is connected to the second output terminal 7,

Блок 5 управлени  в этом случае осуществл ет поочередное включение и выключение управл емых ключей 3 и 4 таким образом, чтобы включенному состо нию ключа 3 всегда соответствовало выключенное состо ние ключа 4, а включенному состо нию ключа 4 - выключенное состо ние ключа 3. Длительность и частота включенного состо ни  ключей регулируютс ,The control unit 5 in this case alternately turns on and off the controlled keys 3 and 4 so that the on state of the key 3 always corresponds to the off state of the key 4, and to the switched on state of the key 4 - the off state of the key 3. Duration and the frequency of the on state of the keys is regulated,

В качестве управл емых ключей быть использованы различные уст- As controlled keys to be used various

роиства, например транзисторы, одно- операционные и-комбинированно-выключаемые тиристоры с узлами искусственной коммутации, запираемые тирисобмоток , расположенных, как правило.Roads, for example, transistors, one-operation and -complete-turn off thyristors with artificial switching nodes, lockable thyristor windings, located, as a rule.

Дл  выполнени  источника питани  с третьим выводом от средней точки можно использовать различные техниче- ские решени . На фиг. 2 представлены варианты выполнени  источника питани  с третьим выводом от ср едней точ- , ки, Он может быть выполнен, например, в виде выпр мител  с выводом от нулевой точки вторичной обмотки трансформатора (фиг. 2, а), в виде аккумут л торной батареи с выводом от части элементов (фиг. 2,б), в виде двух последовательно соединенных выпр мителей (фиг. 2,в) или аккумул торных батарей (фиг,,2, г) с выводом от точки их соединени  и т.п.Various technical solutions can be used to make the power supply with the third lead from the midpoint. FIG. 2 shows variants of power supply with the third output from the middle point, It can be performed, for example, in the form of a rectifier with a output from the zero point of the secondary winding of the transformer (Fig. 2, a), in the form of a rechargeable battery with the output from a part of the elements (Fig. 2, b), in the form of two series-connected rectifiers (Fig. 2, c) or batteries (Fig 2, d) with the output from the point of their connection, etc.

В общем случае напр жение между третьим и первым выводами может бытьIn general, the voltage between the third and first terminals can be

1313

. Дуговой промежуток 8 приводитс  в провод щее состо ние в момент t (фиг, З), Это можно сделать с помощью. The arc gap 8 is brought to a conducting state at the moment t (Fig. 3). This can be done with

например, осцилл тора или касаниемfor example oscillator or by touching

электрода поверхности издели . Приelectrode surface of the product. With

подаче сигнала управлени  с блока 5 на управл емый ключ 3 он включаетс . При этом секци  10-13 индуктивного накопител  2 энергии через включен- ньгй ключ 3 и дуговой промежуток 8 зар жаетс  от источника 1 питани . Ток протекает по цепи первый вывод 9 источника 1 питани  - ключ 3 - секци  10-13 - клемма 6 - дуговой проме- жуток 8 - клемма 7 - третий вывод 14 источника 1 питани . Происходит зар д индуктивного накопител  2 энергии от источника 1 питани . Ток через дуговой промежуток 8 увеличиваетс  и про- текает от клеммы 6 к клемме 7, примем это направление за положительное. В момент t блоком 5 управлени  ключ 3 выключаетс , а ключ 4 включаетс . За счет взаимной индукции между секци ми 10-13 и 13-12 индуктивного накопител  2 ток перехватываетс  в секцию 13- 12 и протекает по цепи 13 - 12-41 - 11-14-7-8-6-13. В течение времени t - t происходит зар д ин- дуктивиого накопител  2 через секцию 13-12. Ток через дуговой промежуток 8 в момент t скачкообразно измен ет свое направление и через дугу формирует отрицательный импульс тока. Вsupplying a control signal from block 5 to control key 3, it is turned on. In this case, section 10-13 of the inductive energy storage 2 through the on-switch key 3 and the arc gap 8 is charged from the power source 1. The current flows through the circuit of the first output 9 of the power supply source 1 - key 3 - section 10-13 - terminal 6 - arc gap 8 - terminal 7 - the third output 14 of the power supply 1 1. Inductive energy storage 2 is charged by power supply 1. The current through the arc gap 8 increases and flows from terminal 6 to terminal 7, we take this direction as positive. At time t, the control unit 5 switches off the key 3, and the key 4 turns on. Due to the mutual induction between sections 10-13 and 13-12 of inductive storage device 2, the current is intercepted into section 13-12 and flows through the circuit 13-12-41-11-14-7-8-6-13. During the time t - t, the charge of the inductive storage device 2 occurs through section 13-12. The current through the arc gap 8 at the moment t changes its direction in a jump-like manner and through the arc forms a negative current pulse. AT

момент t. блоком 5 управлени  снова включаетс  ключ 3, а ключ 4 выключаетс . За счет взаимной индукции, между секци ми 10-13 и 13-12 индуктивного накопител  2 ток перехватыва- етс  в секцию 10-13 и снова протекает по цепи 9-3-10-13-6- 8-7-14. Через дуговой промежуток 8 снова формируетс  пол-ожительный импульс тока. Зар д индуктивного на- копител  2 энергии и увеличепие тока в цепи дуги могут происходить как в течение нескольких периодов, так и в течение одного полупериода в зависимости от соотношени  периода еле- довани  импульсов и величины посто нной времени секций индуктивного накопител . В установившемс  режиме величина тока остаетс  посто нной. Амплитуды импульсов токов пр мой и об- ратной пол рностей определ ютс  величиной запасенной энергии в индуктивном накопителе и соотношением индук- тивностей его секций. Длительностьmoment t. the control unit 5 turns on the key 3 again, and the key 4 turns off. Due to mutual induction, between sections 10-13 and 13-12 of inductive accumulator 2, the current is intercepted into section 10-13 and flows through circuit 9-3-10-13-6-8-7-7-14 again. Through the arc gap 8, a positive current pulse is again formed. The charge of the inductive accumulator 2 energy and the increase of the current in the arc circuit can occur both for several periods and for one half-period depending on the ratio of the pulse pulsing period and the value of the time constant of the inductive drive sections. In the steady state, the current value remains constant. The amplitudes of the forward and reverse polarity current pulses are determined by the magnitude of the stored energy in the inductive storage device and the ratio of the inductances of its sections. Duration

22

импульсов токов и частота их следовани  определ ютс  только моментами переключени  ключей. Выбира  различные соотношени  индуктивностей секций 10-13 и 13-12 за счет, например, изменени  количества их витков, можно регулировать соотношение амплитуд токов пр мой и обратной пол рностей. Измен   блоком 5 управлени  моменты переключени  ключей 3 и 4, можно регулировать частоту и соотношение длительностей импульсов токов разных пол рностей.current pulses and their frequency are determined only by the moments of switching keys. By choosing different ratios of inductances of sections 10-13 and 13-12, for example, by changing the number of turns, the ratio of the amplitudes of the currents of the direct and reverse polarities can be adjusted. By changing the control unit 5 moments of switching keys 3 and 4, you can adjust the frequency and ratio of the durations of the pulses of currents of different polarities.

Регулирование соотношени  амплитуд токов разных пол рностей при помощи изменени  количества витков секций ин индуктивного накопител  производитс  дискретно. Дл  плавной регулировки этого соотношени  в пределах дискретности изменени  витков взаимно индуктивно св занных секций в генератор импульсов сварочного тока могут быть введены третий 16 и четвертый 17 управл емые ключи, которые соединены параллельно индуктивному накопителю 2 в точках 10 и 12, причем точка соединени  управл еьых ключей 16 и 17 соединена с второй выходной клеммой 7.Adjusting the ratio of the amplitudes of currents of different polarities by changing the number of turns of the sections of the inductive storage device is performed discretely. To smoothly adjust this ratio, within discrete changes in the turns of mutually inductively connected sections, third 16 and fourth 17 control keys can be entered into the welding current pulse generator, which are connected in parallel with inductive drive 2 at points 10 and 12, and the junction of control keys 16 and 17 is connected to the second output terminal 7.

Блок 5 управлени  в этом случае осуш,ествл ет противофазную работу ключей 3 и 17, а также 4 и 1б, причем пары ключей 3 и 17, 4 и 16 работают поочередно. Длительность включенного состо ни  всех ключей, а также длительность работы каждой из вышеуказанных пар ключей регулируютс .In this case, the control unit 5 is drying, and the antiphase operation of the keys 3 and 17, as well as 4 and 1b, with the pairs of keys 3 and 17, 4 and 16 working alternately. The duration of the on state of all keys, as well as the duration of operation of each of the above key pairs, are regulated.

Генератор импульсов сварочного тока по фиг. 1 в этом случае работает следующим образом. Рассмотрим его работу в установившемс  режиме, когда все переходные процессы окончены. В начальный момент времени t (фиг. 4) дуга возбуждена, блоком 5 включен ключ 3, остальные ключи выключены . Через секцию 10-13 протекает ток величиной I , Ток протекает по цепи 9-3-10-13-6-8-7- 14. При этом секци  10-13 индуктивног го накопители 2 энергии через включенный ключ 3 и дуговой промежуток 8 зар жаетс  от источника 1 питани . Ток через дуговой промежуток увеличиваетс . В момент t он достигает величины 3 ;„ . При этом блоком 5 управлени  ключ 3 запираетс , а ключ 17 включаетс . Ток замыкаетс  по цепи 10 - 13 - 6-8-7-17. Источник 1 питани  отThe welding current pulse generator of FIG. 1 in this case works as follows. Consider his work in the steady state, when all the transition processes are over. At the initial moment of time t (Fig. 4), the arc is excited, block 5 turns on key 3, the other keys are turned off. A current of size I flows through section 10-13, the current flows along the circuit 9-3-10-13-6-8-7-14. At the same time, section 10-13 of inductive energy storage 2 energy through the switched on key 3 and arc gap 8 It is fed from the power source 1. The current through the arc gap increases. At the moment t it reaches the value 3; „. In this case, the control unit 5, the key 3 is locked, and the key 17 is turned on. The current closes on circuit 10-13 - 6-8-7-17. Power source 1 from

сварочной цепи отключаетс , а ток через дугу поддерживаетс  за счет энергии , запасенной в индуктивном накопителе 2. При этом индуктивный накопитель разр жаетс  и ток в цепи уменьшаетс , В момент t, когда ток уменьшитс  до величины , блоком 5 управлени  снова включаетс  ключ 3, а ключ 17 выключаетс . При этом оп ть происходит зар д индуктивного накопител  2 и ток в цепи дуги увеличиваетс . Далее в течение времени формировани  положительного импульса тока генератор работает аналогично. Величина тока в сварочной цепи определ етс  отношением времени t - t, зар да индуктивного накопител  2 кthe welding circuit is turned off and the current through the arc is maintained by the energy stored in inductive storage 2. At this, the inductive storage is discharged and the current in the circuit decreases. At time t, when the current decreases to the value, control unit 5 turns on key 3 again, and key 17 is turned off. In this case, the charge of the inductive storage device 2 again occurs and the current in the arc circuit increases. Further, during the time of formation of a positive current pulse, the generator operates in a similar way. The magnitude of the current in the welding circuit is determined by the ratio of the time t - t, the charge of the inductive storage device 2 to

времени t.time t.

- t, его разр да.- t, its bit.

ЧемThan

больше это отношение, тем больше средний ток положительной пол рност В момент времени t, ток уменьшаетс  до величины , Доггустим, в этот момент необходимо изменить пол рност тока через дугу на противоположную. Дл  этого ключи 3 и 17 выключаютс , а работать начинает втора  пара ключей 4 и 16. Допустим, в момент t включаетс  сначала ключ 4, ключ 16 при этом заперт. За счет взаимоиндукции между секци ми 10-13 и ток перехватываетс  в секцию 13-12 и протекает по цепи 13 - 12 - А - 11 - 14-7-8-6-13. В течение времени t, - t. секци  13-12 индуктивногоthe greater this ratio, the greater the average current of positive polarity. At time t, the current decreases to a value. Let's thicken, at this moment it is necessary to change the polarity of the current through the arc to the opposite. To do this, keys 3 and 17 are turned off, and the second pair of keys 4 and 16 begins to work. Suppose, at time t, key 4 is first turned on, while key 16 is locked. Due to the mutual induction between sections 10-13 and the current is intercepted in section 13-12 and flows through the circuit 13-12 - A - 11-14-7-8-6-13. During the time t, - t. section 13-12 inductive

1V,/1V, /

Накопител  2 через включенный ключ ч и дуговой промежуток 8 зар жаетс  от источника 1 питани . Ток через дуговой промежуток 8 скачком измен ет свое направление и увеличиваетс  по абсолютной величине от значени  в момент t-j до значени  „ в момент t.. В момент t ключ 4 запираетс Accumulator 2 through the switched on key h and the arc gap 8 is charged from the power source 1. The current through the arc gap 8 abruptly changes its direction and increases in absolute value from the value at time t-j to the value at time t. At time t, key 4 is locked

сwith

блоком 5 управлени , а ключ 16 включаетс . Ток замыкаетс  по цепи 13 - 12-16-7-8-6-13. Источник 1 питани  отключаетс  от сварочной цепи , а ток через дугу поддерживаетс  за счет энергии, запасенной в индуктивном накопителе 2 энергии. Индуктивный накопитель 2 при этом разр жаетс , и ток в цепи уменьшаетс . В момент t.control unit 5, and key 16 is turned on. The current is closed along circuit 13 - 12-16-7-8-6-13. The power source 1 is disconnected from the welding circuit, and the current through the arc is maintained by the energy stored in the inductive energy storage device 2. The inductive storage device 2 is then discharged and the current in the circuit decreases. At time t.

когда ток уменьшаетс  доwhen the current decreases to

значени  З, блоком 5 управлени  снова включаетс  ключ 4, а ключ 16 выключаетс . При этом оп ть происходит зар д индуктивного накопител  2 и ток в цепи дуги увеличиваетс . Далее в течение формировани  отрицатель3723, the control unit 5 turns on the key 4 again, and the key 16 turns off. In this case, the charge of the inductive storage device 2 again occurs and the current in the arc circuit increases. Next for Negative Formation.

10ten

1515

, ,

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

126126

ного импульса тока генератор работает аналогично. Величина тока в сварочной цепи определ етс  отношениемThe current pulse current generator works in a similar way. The magnitude of the current in the welding circuit is determined by the ratio

времени t - t„ зар да индуктивногоtime t - t „inductive charge

о накопител  2 к времени tg - tg егоabout drive 2 to time tg - tg it

разр да. Чем больше это отношение, тем больший средний ток отрицательной пол рности протекает через дугу. Таким образом, измен   отношение времени зар да и времени разр да индуктивного накопител  2, с помощью блока 5 управлени  можно независимо и плавно регулировать величину токов разных пол рностей. Измен   моменты t и t, можно плавно регулировать длительность импульсов токов разных пол рностей.bit The larger this ratio, the greater the average current of negative polarity flows through the arc. Thus, by changing the ratio of the charge time and the discharge time of the inductive storage device 2, using the control unit 5, the magnitude of the currents of different polarities can be independently and smoothly controlled. Changing the moments t and t, you can smoothly adjust the duration of the pulses of currents of different polarities.

При изготовлении секционированных индуктивных накопителей обеспечить абсолютную магнитную св зь между секци ми невозможно. Поэтому кажда  секци  обладает небольшой собственной индуктивностью рассе ни . Это приводит к тому, что изменение пол рности тока дуги происходит не мгновенно, а в течение определенного времени. В св зи с этим скорость прохода тока через нуль уменьшаетс , что ухудшает стабильность горени  дуги. Увеличиваютс  также перенапр жени  на управл емых ключах и дл  их уменьшени  необходимо примен ть специальные меры, усложн ющие изготовление и наладку генератора.In the manufacture of partitioned inductive drives, it is not possible to provide absolute magnetic coupling between the sections. Therefore, each section has a small inherent dissipation inductance. This leads to the fact that a change in the polarity of the arc current does not occur instantaneously, but within a certain time. In connection with this, the speed of the passage of current through zero decreases, which impairs the stability of the arc. The overvoltages on the controlled keys also increase, and to reduce them it is necessary to apply special measures that complicate the manufacture and commissioning of the generator.

Дл  уменьшени  отрицательного вли ни  этих  влений в генераторе импульсов сварочного тока может быть применен индуктивный наполнитель, выполненный в виде двух магнитно-несв занных секций, и введены при этом п тый 18 и шестой 19 управл емые ключи , которые соединены последовательно и присоединены параллельно индуктивному накопителю энергии в точках 10 и 12, причем точка соединени  управл емых ключей соединена с первой выходной клеммой 6 (фиг. 5).To reduce the negative effect of these phenomena in the welding current pulse generator, an inductive filler can be applied, made in the form of two magnetically unrelated sections, and the fifth 18 and sixth 19 control keys are inserted, which are connected in series and connected in parallel with the inductive drive energy at points 10 and 12, with the connection point of the controlled keys connected to the first output terminal 6 (Fig. 5).

Блок 5 управлени  в этом случае осуществл ет противофазную работу ключей 3, 19 и 4, 18 таким образом, чтобы включешюму состо нию ключейThe control unit 5 in this case performs the antiphase operation of the keys 3, 19 and 4, 18 so that the state of the keys is

3и 19 всегда соответствовало выключенное состо ние ключей 18 и 4, а включенному состо нию ключей 1В и3 and 19 always corresponded to the off state of the keys 18 and 4, and the on state of the keys 1B and

4- выключенное состо ние ключей 3 и 19. Длительность и частота включенного состо ни  ключей регулируютс .4 - the off state of the keys 3 and 19. The duration and frequency of the on state of the keys are regulated.

r r

На фиг. 6 крива  20 - график тока через секцию 10-13, крива  21 - график тока через секцию 13-12, крива  22 - график тока через дуговой проме- жуток 8.FIG. 6 curve 20 - current graph through section 10-13, curve 21 - current graph through section 13-12, curve 22 - current curve through an arc gap 8.

Генератор импульсов сварочного тока по фиг. 5 работает следующим образом .The welding current pulse generator of FIG. 5 works as follows.

В момент tp (фиг. 6) дуговой про- межуток 8 приводитс  в провод щее состо ние . Это можно сделать с помощью например, осцилл тора или касанием электрода поверхности издели . При подаче сигнала управлени  с блока 5 на управл емые ключи 3 и 19 они включаютс . При этом секци  10-13 через включенный ключ 3 и дуговой промежуток 8 зар жаетс  от источника 1 питани . Ток протекает по цепи 9 - 3 - 10-13-.6-8-7- 14. При этом увеличиваетс  ток как цепи секции 10-13, так и в цепи дуги. Ток в секции 13-12 равен нулю. В момент t,At the time tp (Fig. 6), the arc gap 8 is brought to a conducting state. This can be done using, for example, an oscillator or by touching the electrode to the surface of the product. When a control signal is applied from block 5 to controllable keys 3 and 19, they are turned on. In this case, section 10-13 through the switched on key 3 and the arc gap 8 is charged from the power source 1. The current flows through circuit 9 - 3 - 10-13-.6-8-7- 14. This increases the current in both the circuit of section 10-13 and in the arc circuit. The current in section 13-12 is zero. At time t,

блоком 5 управл емые ключи 3 и 19 выключаютс , а ключи 4 и 18 включаютс . Ток в цепи дуги скачком уменьшаетс  до нул . Секци  13-12 через включенный ключ 4 подключаетс  к источнику 1 питани  через дуговой про- межуток 8 и зар жаетс . Ток протекает по цепи 14-7-8-6- 13- 12- 4-11 - 14. При этом ток в цепи дуги увеличиваетс  в обратном направлении вместе с током секции 13- 12, а ток в секции 10-13 уменьшаетс  протека  по цепи 10-13-18 - 10, из-за диссипации ее энергии на внутреннем сопротивлении и сопротивлени х ключа 18, соединительных проводов и контактных соединений. В момент tj токи в обеих секци х не равны нулю и блоком 5 снова включаютс  ключи 3 и 19, а ключи 4 и 18 выключаютс . При этом ток дуги скачком измен ет свое направление и становитс  равным току секции 10-13, котора  снова зар жаетс . Ток увеличиваетс  в цепи дуги и секции 10-13, протека  по цепи 9 - 3-10-13-6-8-7-14-9, а ток секции 13-12 уменьшаетс , протека  по цепи J3 - 12 - 19 - 13, из-за диссипации ее энергии на внутреннем сопротивлении и сопротивлени х ключа 19, соединительных проводов и контакт ных соединений. В момент t. токи в обеих секци х не равны нулю, блоком 5 управлени  снова включа отс  ключи -4 и 18, а ключи 3 и 19 выключаютс .in block 5, controllable keys 3 and 19 are turned off, and keys 4 and 18 are turned on. The current in the circuit is abruptly reduced to zero. Section 13-12 through the switched on key 4 is connected to the power source 1 through the arc gap 8 and is charged. The current flows through the circuit 14-7-8-6-13-12-4-11-14. At the same time, the current in the arc circuit increases in the opposite direction along with the current of section 13-12, and the current in section 10-13 decreases the flow through chains 10-13-18 - 10, due to the dissipation of its energy on the internal resistance and the resistances of the key 18, connecting wires and contact connections. At time tj, the currents in both sections are non-zero, and with block 5, keys 3 and 19 are turned on again, and keys 4 and 18 are turned off. In this case, the arc current abruptly changes its direction and becomes equal to the current of section 10-13, which is charged again. The current increases in the arc circuit and section 10-13, the flow through circuit 9 is 3-10-13-6-8-7-14-9, and the current of section 13-12 decreases, the flow through circuit J3 is 12-16 19 , due to dissipation of its energy on the internal resistance and resistances of the key 19, connecting wires and contact connections. At time t. The currents in both sections are not zero, the control unit 5 turns on the keys -4 and 18 again, and the keys 3 and 19 are turned off.

При этом ток дуги скачком измен ет свое направление и становитс  равным току секции 13-12, котора  снова зар жаетс . Далее генератор импульсов сварочного тока по фиг. 5 работает аналогично. Выбира  различные соотношени  индуктивностей секций 10-13 и 13-12, за счет, например, изменени  количества витков, можно регулировать соотношение амплитуд токов пр мой и обратной пол рностей. Измен   блоком 5 управлени  моменты переключени  ключей 3, 4, 18 и 19, можно регулировать частоту и соотношение длительностей импульсов токов разных пол рностей.In this case, the arc current abruptly changes its direction and becomes equal to the current of section 13-12, which is charged again. Further, the welding current pulse generator of FIG. 5 works in a similar way. By choosing different ratios of inductances of sections 10-13 and 13-12, due to, for example, changing the number of turns, the ratio of the amplitudes of the currents of the direct and reverse polarities can be adjusted. By changing the control unit 5 to the moments of switching the keys 3, 4, 18 and 19, it is possible to adjust the frequency and ratio of the durations of the pulses of currents of different polarities.

Управл емые ключи, выполненные на полностью управл емых полупроводниковых приборах (транзисторах, опто- электронных приборах, запираемых тринисторах), в насто щее врем  могут обеспечить эффективную коммутацию сравнительно небольших токов. При токах в сотни ампер более целесообрано использование неполностью управл емых приборов - тиристоров, которые снабжены узлами искусственной коммутации. В частности, в генератор импульсов сварочного тока по меньшей мере один из ключей, например ключ 3 может быть выполнен в виде тиристор- ного мостового коммутатора (фиг. 7) на тиристорах 23-26 с конденсатором 27 в диагонали.Controlled keys made on fully controllable semiconductor devices (transistors, optoelectronic devices, lockable trinistors) can at the present time ensure efficient switching of relatively small currents. At currents of hundreds of amps, it is more expedient to use incompletely controlled devices — thyristors, which are equipped with artificial switching nodes. In particular, at least one of the keys, for example, the key 3, to the welding current pulse generator, can be made in the form of a thyristor bridge switch (FIG. 7) on thyristors 23-26 with a capacitor 27 in the diagonal.

В зависимости от алгоритма управлени  тиристорами 23 - 26, коммутатор может работать в нескольких режимах.Depending on the thyristor control algorithm 23 - 26, the switch can operate in several modes.

В первом режиме тиристоры 23 и 24  вл ютс  силовыми, а тиристоры 25 и 26 - коммутир тощими. Дл  включени  коммутатора сигналы управлени  одновременно ) подаютс  на тиристоры- 23 и 24, они включаютс  и ток протекает через коммутатор. Дл  выключени  коммутатора один из тиристоров 23 илиIn the first mode, the thyristors 23 and 24 are power, and the thyristors 25 and 26 are commutating. To turn on the switch, control signals are simultaneously applied to the thyristors 23 and 24, they turn on and the current flows through the switch. To turn off the switch, one of the thyristors 23 or

24запираетс . Запирание осуществл етс  путем подачи сигнала управлени  на один из коммутирующих тиристоров24 is locked. Locking is performed by applying a control signal to one of the switching thyristors.

25или 26 в зависимости от пол рности напр жени  предварительно зар женного конденсатора 27. Если пол рность на нем такова, как на фиг. 7 без скобок, то сигнал управлени  подаетс  на тиристор 25. В этом случае к тиристору 23 через открытый тиристор 25 прикладываетс  обратное напр жение и он запираетс . Ток через коммутатор по25 or 26 depending on the polarity of the voltage of the precharged capacitor 27. If the polarity on it is as in FIG. 7 without brackets, the control signal is applied to the thyristor 25. In this case, the opposite voltage is applied to the thyristor 23 through the open thyristor 25 and it is locked. Current through switch

П3A3

мере перезар да конденсатора 27 умень шаетс  до нул . Если пол рность напр жени  на конденсаторе 27 такова, как Локазана в скобках, то сигнал управлени  подаетс  на тиристор 26. При этом запираетс  силовой тиристор 24.As the recharge of the capacitor 27 decreases to zero. If the polarity of the voltage on the capacitor 27 is the same as that shown in parentheses, then the control signal is applied to the thyristor 26. This closes the power thyristor 24.

Дл  следующего включени  коммутатора сигнал управлени  снова подаетс  на оба тиристора 23 и 24.For the next switch on, the control signal is again applied to both thyristors 23 and 24.

Во втором режиме работы поочередно включаютс  пары тиристоров 23, 26 и 24, 25, расположенные в противоположных плечах моста.In the second mode of operation, thyristor pairs 23, 26 and 24, 25 are alternately located at the opposite shoulders of the bridge.

При включении тиристоров 23 и 26 конденсатор 27, имеющий пол рность напр жени , показанную в скобках, перезар жаетс  через тиристоры 23 и 26 и внешнюю цепь. Когда он перезар дит с  до необходимого уровн  напр жени  в пол рности без скобок, включаютс  тиристоры 24 и 25. К тиристорам 23 иWhen the thyristors 23 and 26 are turned on, the capacitor 27, having the voltage polarity shown in brackets, is recharged through the thyristors 23 and 26 and the external circuit. When it is recharged to the required voltage level in polarity without brackets, the thyristors 24 and 25 turn on. The thyristors 23 and

26прикладываетс  обратное напр жение и они запираютс . Конденсатор 27 начинает перезар жатьс  в обратной пол рности через тиристоры 24 и 25 и внешнюю цепь. Таким образом, за счет циклического перезар да конденсатора26 a reverse voltage is applied and they are locked. The capacitor 27 begins to recharge in reverse polarity through the thyristors 24 and 25 and the external circuit. Thus, due to the cyclic recharging of the capacitor

27коммутатор пропускает ток до тех пор, пока подаютс  сигналы управлени  на тиристоры 23-26. При -.сн тии сигналов управлени  цикличность перезар да конденсатора нарушаетс  и ток через коммутатор прекращаетс .The switch 27 passes current as long as control signals are applied to the thyristors 23-26. In the case of control signals, the cyclic recharge of the capacitor is disrupted and the current through the switch ceases.

Первый режим работы коммутатора це целесообразно использовать при сравнительно низкой частоте работы коммутатора . В этом случае установленна  мощность тиристоров невелика. При увеличении частоты импульсов установленна  мощность тиристоров возрастает На высоких частотах (несколько килогерц ) целесообразно использовать второй режим работы, позвол ющий получить более высокую предельную частоту коммутаций.It is advisable to use the first mode of the switch operation with a relatively low frequency of the switch. In this case, the installed power of the thyristors is small. With an increase in the frequency of the pulses, the installed power of the thyristors increases At high frequencies (several kilohertz), it is advisable to use the second mode of operation, which allows one to obtain a higher limit switching frequency.

По сравнению с известным генератор обладает следующими преимуществами .Compared with the known generator has the following advantages.

Дл  компенсации возмущаюш х воздействий на дугу и стабилизации ее горени  в индуктивном накопителе прототипа необходим минимальный запас энергии А. Кроме этого, дл  проведени  тока через дугу в течение одного из импульсов необходим дополнительный запас энергии А,. Таким образом, максимальна  энерги  А , на которую должен быть изготовлен индуктивный наIn order to compensate for disturbing effects on the arc and to stabilize its burning in the inductive accumulator of the prototype, a minimum energy supply A is necessary. In addition, an additional energy supply A, is necessary to conduct the current through the arc during one of the pulses. Thus, the maximum energy A, which must be made inductive on

5five

5five

00

5five

2121

5 five

2 О2 o

КОПИТОЛ1, прототипа, Л Л + Л. Если энергии и пем будет ; апасено меньше, то или дуг а будет гореть неустойчиво , или не будет обеспечена необходима  длите.П1,ность протекани  импульсов тока, что приведет к по влению бестоковой паузы в дуге и прекращению сварочного процесса.KOPITOL1, prototype, LL + L. If energy and letters will be; less, then either the arcs will burn unstably, or the necessary duration will not be provided.P1, the continuity of the flow of current pulses, leading to the appearance of a current-free pause in the arc and the termination of the welding process.

В предлагаемом генераторе запасаема  в индуктивном накопителе энерги  может быть значительно ниже ног- раничена только энергией, необходимо дл  стабильного горени  дуги. В этом случае поддержание необходимой стабильности импульса тока осуществл етс  не за счет энергии, запасаемой в индуктивном накопителе, а за счет энергии, потребл емой от источника питани . Это нозвол ет уменьшить индуктивность секций индуктивного накопител  и, следовательно, уменьшить массу, габариты и расход активных материалов на его изготовление.In the proposed generator, the energy stored in an inductive storage device can be significantly lower than financed only by energy, which is necessary for stable arc burning. In this case, the maintenance of the necessary stability of the current pulse is carried out not at the expense of the energy stored in the inductive storage device, but at the expense of the energy consumed from the power source. This can reduce the inductance of the sections of the inductive storage device and, consequently, reduce the weight, size and consumption of active materials for its manufacture.

Меньший запас энергии в индуктивном накопителе позвол ет использовать источники питани  с меньшим напр жением холостого хода, что также улучшает массогабаритные показатели генератора .A smaller supply of energy in an inductive storage device allows the use of power sources with a lower no-load voltage, which also improves the weight and size characteristics of the generator.

Длительность протекани  тока любой пол рности в предлагаемом генераторе гораздо больше. Практически он может быть любым и генератор может использоватьс  даже дл  сварки посто нным током любой пол рности, что значительно расшир ет его функциональные возможности, Широкий диапазон изменени  параметров импульсов сварочного тока позвол ет повысить качество сварного шва за счет возможности установки оптимальных параметров импульсов в каждом отдельном случае, а также рационально распределить энергию между свариваемым изделием и вольфрамовым электродом, что повышает его долговечность и снижает расход вольфрама .The duration of current flow of any polarity in the proposed generator is much longer. Practically it can be any and the generator can even be used for direct current welding of any polarity, which greatly expands its functionality. A wide range of parameters for welding current pulses improves the quality of the weld due to the possibility of setting the optimal parameters of pulses in each individual case, as well as rationally distribute the energy between the welded product and the tungsten electrode, which increases its durability and reduces the consumption of tungsten.

00

00

5five

Claims (4)

1. Генератор импульсов сварочного тока, содержащий источник питани , двухсекционный индуктивный накопитель энергии, первую и вторую выходные клеммы, между которыми включен дуговой промежуток, первый и второй управл емые ключи, блок управлени , причем первый вывод источника питани 1. Welding current pulse generator containing a power source, two-section inductive energy storage, first and second output terminals, between which an arc gap is included, first and second controlled keys, a control unit, the first output of the power source 5555 13  13 через первый управл емый ключ присоединен к первому выводу индуктивного накопител  энергии, второй вывод источника питани  через второй управл емый ключ соединен с вторым выводом индуктивного накопител , перва  выходна  клемма присоединена к отводу от места соединени  секций индуктив- ного накопител , отличаю- щ и и с   тем,, что, с целью повышени  качества сварного соединени , источник питани  выполнен с выводом от средней точки, который соединен- с второй выходной -клеммой.through the first controlled key is connected to the first output of the inductive energy storage device, the second output of the power source through the second controlled key is connected to the second output of the inductive storage device, the first output terminal is connected to the outlet from the junction of the inductive storage device, and In order to improve the quality of the welded joint, the power source is made with a terminal from the midpoint, which is connected to the second output terminal. 2. Генератор по п. I, отличающийс  тем, что . в него введены третий и четвертый управл емые ключи, соединенные с блоком управлени  последовательно и присоеди- ненные параллельно индуктивному накопителю энергии, причем точка соединени  управл емых ключей соединена с .второй выходной клеммой.2. The generator according to claim I, characterized in that. The third and fourth controllable keys are connected to it, connected to the control unit in series and connected in parallel with the inductive energy storage, and the connection point of the controllable keys is connected to the second output terminal. 3. Генератор по п. 1, о т л и - . чающийс  тем, что индуктивный накопитель энергии вьтолнен в виде двух магнитно не св занных секций и в него введены п тый и шестой управл емые ключи, которые соединены с блоком управлени  последова-.3. The generator according to claim 1, about tl and -. This is because the inductive energy storage device is implemented in the form of two magnetically unrelated sections and the fifth and sixth control keys are inserted into it, which are connected to the control unit sequentially. вательно и присоединены параллельно индуктивному накопителю энергии, причем точка соединени  управл емых клю чей соединена с первой выходной клеммой .and connected in parallel to an inductive energy storage device, the connection point of the controlled keys connected to the first output terminal. 4. Генератор по п. 1, о т л и - ч а ю щ- и « с   тем, что по крайней мере один из управл емых ключей выполнен в виде тиристорного мостового коммутатора с конденсатором в диагонали .4. The generator according to claim 1, of which is at least one of the controlled keys made in the form of a thyristor bridge switch with a capacitor in the diagonal. Ло ПLo P щu 5 Пw5 Pw ТT // ...и...and toto t2t2 Ч H II 1one ViVi 1one J/J / ..„.).. „.) / / « / / " I II I LLLl t, г t2 it, g t2 i m m JLJl tf tjtf tj Фыг.5Fyg.5 ГR .7.7 Составитель В. Пу-чинский Редактор Э. Слнган Техред М.Дидык Корректор В.Бут гаCompiled by V. Pu-chinsky Editor E. Slngan Tehred M. Didyk Proofreader V. But ha А080/13A080 / 13 Тираж 974ПодписноеCirculation 974 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Z-ZZ, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4
SU843807385A 1984-11-01 1984-11-01 Welding current pulse generator SU1337212A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843807385A SU1337212A1 (en) 1984-11-01 1984-11-01 Welding current pulse generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843807385A SU1337212A1 (en) 1984-11-01 1984-11-01 Welding current pulse generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1337212A1 true SU1337212A1 (en) 1987-09-15

Family

ID=21144857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843807385A SU1337212A1 (en) 1984-11-01 1984-11-01 Welding current pulse generator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1337212A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1147531, кл. В 23 К 9/00, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920005353B1 (en) Pulse generator for spark-erosive metal working
KR100643072B1 (en) A power source for electric arc welding, a welding method and a method of generating a welding current
CA2348140A1 (en) Power supply for electric arc welding
PL201649B1 (en) Welding power unit and method of generating welding current in such unit
JPH06234072A (en) Inverter power supply for welding
US3330933A (en) Controlled rectifier welding power source
US4742208A (en) Welding system with electronic control
US5338916A (en) Control circuit for alternating current TIG welder
US4146921A (en) Power control or conversion apparatus
SU1337212A1 (en) Welding current pulse generator
RU2216094C2 (en) Resonance-tuned power converter for coil excitation
JPS62166773A (en) Double resonance converter
RU2351064C1 (en) Method of electric energy recuperation in impulse aggregates, and device for method implementation
SU1207673A1 (en) Welding current pulse shaper
SU967710A1 (en) Welding burner power source
SU1382615A1 (en) Power supply source for arc welding
RU2168839C1 (en) Method of control over multizonal a c converter
JPS61274811A (en) Electric discharge machining method
SU1147531A1 (en) Device for arc welding
SU1681367A1 (en) Method of controlling three-phase frequency converter
SU1107974A1 (en) Arc welding power supply unit
RU1816591C (en) Pulsed arc welding power source
RU1787722C (en) Method of and device for alternating current welding with consumable electrode
SU1682076A1 (en) Power supply for pulse arc welding
SU1382611A1 (en) Apparatus for arc welding